电力系统自动化装置供电方式

1、电力系统自动化装置供电方式应用经验浅谈张树海（黄河电力检修工程有限公司）摘 要：为了实现发电厂、变电所无人值班（少人职守），提高电力系统自动化水平，减小电力职工的劳动强度，降低发电成本，提高设备供电可靠性，适应电力市场化需求，电力系统普遍采用或改造引进各种自动化装置，有效的提高了发电厂、变电所自动化管理水平，向集成化、智能型过度。然而电力系统自动化装置供电电源应用一直很传统，在观念上未有改进，直接制约了自动化装置的可靠运行，本文对自动化装置供电电源提出了大胆的应用方案。关键词：电力系统 自动化装置 供电方式 应用方案一、问题提出电力系统自动化装置较多，如继电保护装置、自动化监控系统、各种PC机

2、、BZT装置、工业电视等，这些自动化装置能否安全可靠运行，除其自身质量外，其供电电源是否可靠，对自动化装置自身乃至电力系统的可靠运行，起着致关重要的作用。然而自动化装置供电电源，直至今日依然采用传统双电源互为备用的供电方式；这种供电方式就自动化程度越来越高、智能型的自动化装置而言，其对自动化装置构成负面影响较大，其带来的后果也很严重；下面是发生在黄河龙羊峡发电分公司的几个例证：直流系统浮充无指示两次，后经查为浮充回路保险熔断；直流系统若长期失去浮充，将造成蓄电池组亏电，致使蓄电池组在事故情况下不能提供可靠的备用电源(这种情况下应采用双浮冲并列运行)。龙硝兰线高频保护装置故障；原因是保护装置电源

3、失电所致，致使保护装置退出；若此时线路故障，其后果将不堪设想（如果采用双电源并列运行，可避免此类故障的发生）。工业电视监视器、监控系统陆续出现了不同程度的损坏，画面不正常，颜色偏暗；10月18日微机故障录波器显示屏无显示，有烧焦痕迹；10月19日致使监控系统、烟雾报警系统、工业电视全停，相关设备损坏；经检查分析认为导致此次设备故障原因为切换电源过程中电源冲击。工业电视系统，由于电源故障多次造成监视器画面不正常；图象滚动显示或有滚动条、画面模糊不清或无显示；经检查是由于直流电源交流波纹干扰造成，后加大电源滤波电容后画面显示正常。在电力系统发生类似故障较多，故障虽小但影响很大，虽采取了各种防范措施

4、，做到了有惊无险；但依然不能杜绝类似故障的发生，减小切换电源过程中，电源对自动化装置的冲击；本人根据多年的家电维修经验，及电力系统自动化设备的检修维护经验，对自动化装置供电电源提出了大胆的应用方案；为此提出改变传统的供电方式。二传统供电方式及其给设备带来的影响传统供电方式分直流供电、交流供电和直流逆变供电；对于保护装置而言采用两套主保护分开供电的方式，即在一套主保护失电的情况下，可保证另一套保护运行；对于其它自动装置而言一般采用两路交流(或一交一直）的供电方式，工作电源优先，两路交流电源通过BZT装置自动切换。传统供电方式给传统自动化装置供电其影响较小，但给自动化程度越来越高、晶体管集成程度越

5、来越高、智能型的自动化装置供电构成的负面影响就较大了；主要有以下几种：1. 在采用双电源互为备用，工作电源优先的自动切换回路，在电源的切换过程中，对负载的冲击电流较大，给设备造成危害，减少设备使用寿命。2.保护装置虽采用两套主保护分开供电的方式，但有双电源均失电的可能，势必造成被保护设备无保护运行，在此期间被保护设备一旦故障，后果不堪设想。3.蓄电池虽然采用双组分段运行方式，备用充电机等方式，但在厂用电失电的情况下，其负载过重，加之其负载能力较小，若故障短时不能消除，势必使蓄电池组长时间过负荷，造成蓄电池组崩溃。传统供电方式一般是采用交流220V，经变压器降压、整流、稳压后获得自动装置的工作电

6、源；这种电源电压工作范围较窄，一般为额定电压的10至10%，容易受到电源供电电压的影响，波纹系数较大，远远大于自动装置低于5%的要求；所产生的高次谐波对于高速工作着的自动化装置而言，易使装置受到杂波干扰，使装置产生误动，降低保护动作正确率。三供电方式的应用方案1双直流供电方案（如图一所示），该方案是蓄电池组的两段电源 经保险管RD1RD4、二极管D1D4后直接送入自动装置的开关电源部分，蓄电池组的两段电源经二极管D1D4后并列，电路中保险管RD1RD4的作用是防止装置故障短路过流，二极管D1D4的作用是防止两组蓄电池组直接并列运行，或一组向另外一组充电。该方案因采用蓄电池直接供电方式，故无交流

7、成分存在，无杂波干扰。实际运行中两段电源并列运行，并设有电源监视回路。2双交流供电方案（如图二所示），该方案是两段交流220V电源经保险管RD1RD4，阻尼高频滤波电路、全波整流电路、二极管D1D4直接送入自动装置的开关电源部分。保险管RD1RD4的作用同上，二极管D1D4的作用是防止两段交流220V电源直接并列运行，造成交流短路。因该方案是采用两段交流220V电源供电，故有交流成分存在，为防止高次谐波对装置构成危害，在电源输入端加装高频滤波电路；又因两段交流220V电源是通过阻尼高频滤波电路、全波整流电路、二极管D1D4并列运行，故在两段交流电源切换过程中，加之有阻尼滤波电路，对负载不构成冲

8、击，或将冲击减小到最小。实际运行中两段电源并列运行，并设有电源监视回路。3交直流混合供电方案（如图三所示）；该方案是上述两方案的综合，其优缺点在上文已有供述，这里不在肇述；所不同的是在实际运行中两段电源并列运行，严防交直流直接并列；因此这里二极管D1D4的作用是防止交流和直流并列，防止交流电源给直流蓄电池组充电、交直流互混造成设备损坏。在实际应用中选择二极管D1D4时，其反相击穿电压要比正常值尽量偏大一些；保险管RD1RD4按负载最大额定电流选择。4UPS在线式供电方案（如图四所示），该方案属于多电源供电方案。引入的两路电源可以是任意的，图示只是一个简图，根据引入电源情况不同，电路的接法有一定

9、的差异，这里有三个原则，就是要：严防引入的两路电源并列；注意UPS自身的接法；二极管D1D4和保险管RD1RD4根据电路的接法及负载情况选择。这种供电方式在计算机监控系统比较常见。UPS的作用主要是在两路电源均失电的情况下，保证计算机监控系统信息不至于丢失，使计算机监控系统在电源恢复之前 能够正常工作。因此UPS在单独工作时，应能够向负载供电二十分钟以上；在资金容许的情况下容量尽量大一些。UPS还有另外一个作用，就是稳压作用，UPS内的电池会使电路工作电压工作的相当稳定。当然UPS的充电电路要保证波纹系数小于5，这样可以保证UPS的使用寿命，降低维护成本。四.相关问题 上述电路只在形式上做了叙

10、述，但有几个共同问题存在： 引入的两路电源一定要用高反压二极管隔离，选择快恢复二极管；二极管工作电流适当大一些，以最大额定负载电流为准。 引入的两路电源，不管是输入还是输出回路均应增加阻尼滤波电路，虑除高次协波对电路的影响，必要时可加装浪涌吸收器，进一步保证电压的稳定。在大多电源回路均未安装这样的电路。在直流输入、输出回路一定要加装电解电容滤波，特别是在输出回路尽量选择容量大一些、工作温度高一些的电容；这对长期工作著的电路而言是有好处的。厂家生产的设备为了降低成本，该电容大多是容量较小，工作温度偏低。开关电路的大功率开关管散热要好，或选择功率较大的管子。在实际工作中两路电源均投入，并分别监视。

11、即两路电源并列运行。这里有一个观念问题：负载供电回路两路电源不可并列。在实际工作中多数人均是这样认为，而传统做法确实是两路电源没有并列。然而，事实上并非如此；没有并列不等于不能并列。如果我们稍加注意，在我们周围不难发现，很多负载供电回路两路电源并列的例子；交流回路并列要具备条件，直流回路并列比交流回路并列要容易的多；只要用二极管隔离就可以了。上述电路均用二极管隔离原因即在于此。五.结束语开关电源具有效率高、体积小、重量轻、工作电压宽、受供电电源影响较小等显著特点，因此，近来获得了迅速发展；但较传统整流稳压供电电源，电路要复杂的多。现在，计算机、通信、电视机、及家用电器中逐渐采用了开关电源，而电源又是